در C++، Template (قالب) یک قابلیت قدرتمنده که اجازه می‌ده توابع یا کلاس‌های کلی (Generic) بنویسیم؛ یعنی بدون مشخص کردن نوع دقیق داده، یک بار کد می‌نویسیم و بعد برای انواع مختلف استفاده می‌کنیم.

🔹 چرا Template؟

فرض کنید می‌خواهیم تابعی بنویسیم که دو عدد رو جابه‌جا (swap) کنه.
اگه نوع داده فرق کنه (int، double، string و …) مجبوریم برای هر کدوم یک تابع جدا بنویسیم.
با Template فقط یک بار می‌نویسیم.

1️⃣ Function Template

ساختار کلی

template <typename T>
T functionName(T a, T b) {
    // کد
}

• template شروع تعریفه.

• typename یا class برای تعیین پارامتر نوع (هر دو یکی هستن).

• T نام نوع عمومی (می‌تونه هر اسمی باشه).

مثال: تابع swap

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
void mySwap(T &x, T &y) {
    T temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}

int main() {
    int a = 10, b = 20;
    mySwap(a, b);
    cout << a << " " << b << endl; // خروجی: 20 10

    double c = 1.5, d = 2.5;
    mySwap(c, d);
    cout << c << " " << d << endl; // خروجی: 2.5 1.5
    return 0;
}

2️⃣ Class Template

ساختار کلی

template <class T>
class ClassName {
    T data;
public:
    ClassName(T d) : data(d) {}
    void show() { cout << data << endl; }
};

مثال:

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
class Box {
    T value;
public:
    Box(T v) : value(v) {}
    void display() { cout << value << endl; }
};

int main() {
    Box<int> intBox(42);
    intBox.display(); // خروجی: 42

    Box<string> strBox("Hello Templates");
    strBox.display(); // خروجی: Hello Templates
    return 0;
}

3️⃣ Template با چند پارامتر

می‌تونیم چند نوع مختلف بگیریم:

template <typename T1, typename T2>
void printPair(T1 a, T2 b) {
    cout << a << " - " << b << endl;
}

int main() {
    printPair(10, "apple");
    printPair(3.14, 42);
    return 0;
}

4️⃣ Default Type برای Template

میشه نوع پیش‌فرض تعیین کرد:

template <typename T = int>
class Number {
    T x;
public:
    Number(T v = 0) : x(v) {}
    void show() { cout << x << endl; }
};

int main() {
    Number<> n1;     // پیش‌فرض int
    n1.show();       // خروجی: 0
    Number<double> n2(3.5);
    n2.show();       // خروجی: 3.5
}

5️⃣ Template Specialization (ویژه‌سازی)

برای یک نوع خاص می‌تونیم پیاده‌سازی متفاوت بدیم:

template <typename T>
class Printer {
public:
    void print(T v) { cout << v << endl; }
};

// ویژه‌سازی برای bool
template <>
class Printer<bool> {
public:
    void print(bool v) {
        cout << (v ? "TRUE" : "FALSE") << endl;
    }
};

int main() {
    Printer<int> p1;
    p1.print(100);      // خروجی: 100

    Printer<bool> p2;
    p2.print(true);     // خروجی: TRUE
}

✅ نکات مهم

• Templates در زمان کامپایل گسترش پیدا می‌کنن (Compile-time).

• خطاهای نوع (Type errors) هم در زمان کامپایل مشخص میشن.

• برای توابع، اگر نوع آرگومان‌ها مشخص باشه، کامپایلر خودش نوع T رو حدس می‌زنه.

• امکان استفاده‌ی تو در تو (Nested Templates) هم هست.

💡 خلاصه:
Templates ابزار «کد عمومی» در C++ هستن: یک بار بنویس، برای هر نوعی استفاده کن—از توابع ساده تا کلاس‌های پیچیدهٔ کتابخانه استاندارد (STL) همگی بر پایهٔ Template ساخته شدن.